
Wstęp/założenia
Czasami zachodzi potrzeba pomiaru małych rezystancji poniżej jednego oma. Zwykłe cyfrowe mierniki mają rozdzielczość 0.1 oma (lub 0.01 oma - 4,5 cyfrowe) jednak pomiar na ostatnich cyfrach znaczących nie jest dokładny. Łatwo jest mierzyć małe rezystancje dużym prądem, ale zwykle nie można tego robić w przypadku delikatnych elementów elektronicznych.
Tutaj prezentuję przystawkę do prawie każdego miernika cyfrowego (który ma zakres 200 mV, a więc do prawie każdego), która
to umożliwia. W zależności od wartości jednego rezystora (Rk) daje ona albo 100mV dla 10 mOm albo 100mV dla 100 mOm.
Pomiar odbywa się techniką czterokontaktową (Kelvina/Thompsona), więc końcówki do pomiaru trzeba odpowiednio wykonać
(kontakty prądowe oraz napięciowe łączą się na końcu igły).
Opis konstrukcji
Pomiar odbywa się przy użyciu prądu zmiennego z użyciem prostownika synchronicznego (prosta detekcja fazoczuła).
Prąd pomiarowy jest poniżej 10 mA. Napięcie pomiarowe to 12V, zmieniając diody Zenera można je oczywiście zmniejszyć (i zmniejszyć również prąd).
Wejście to typowa konstrukcja wzmacniacza instrumentalnego (pomiarowego) na 3 wzmacniaczach operacyjnych. Pseudomasa również wytwarzana jest przy użycia dzielnika z buforem na wzmacniaczu operacyjnym. Kolejne 3 wzmacniacze odwracające po prostu wzmacniają sygnał (ostatni to bardziej bufor). Źródłem zmiennego napięcia pomiarowego jest multiwibrator astabilny na tranzystorach. Sygnał z niego używany jest również w prostowniku synchronicznym na 2 tranzystorach Mosfet 2N7000. Ostatni wzmacniacz operacyjny pełni rolę układu całkującego (i dolnoprzepustowego). Zmieniając wartość kondensatora można zmienić stałą czasową pomiaru.
Detektor synchroniczny na tranzystorach Mosfet jest dość nietypowy, zwykle w takim układzie używało się Jfetów. Ja użyłem Mosfetów bo nie miałem Jfetów pod ręką. Wada tego rozwiązania jest taka, że musimy operować w obszarze w którym diody zwrotne Mosfetów nie będą się włączać, a więc poniżej powiedzmy 0.2 V (tam są małe prądy, więc nie jest to typowe 0.6V dla złącza krzemowego). Nie przeszkadza do jednak, ponieważ jest to przystawka do miernika na zakresie 200 mV. Częstotliwość pomiarowa jest rzędu 600 Hz.
Płytka wykonałem tradycyjnie pisakiem i nie zależało mi tu na estetyce.
Opis załączników
Schemat

Płytka


Sondy


Podsumowanie
Do zalet konstrukcji zaliczyłbym:
- brak drogich i specjalizowanych elementów (chociaż jak komuś zależy na precyzji to wzmacniacz pomiarowy powinien zrobić na specjalizowanym układzie wzmacniacza instrumentalnego np. INA128, tutaj CMRR jest limitowany przez dobór rezystorów)
- względna prostota i niska cena
- układ relatywnie dobrze działa
Wady:
- zmiana zakresu wymaga rekalibracji potencjometrem. Właściwie dobrze byłoby mięć ten potencjometr wyprowadzony na obudowę i zerować wskazania przed pomiarem (ma znaczenie też stan końcówek pomiarowych)
Układ zrobiłem już jakiś czas temu, tutaj jest jego prezentacja na YouTube (po angielsku):
Cool? Ranking DIY